(57)【要約】【課題】  粉体塗装では供給装置からの粉体塗料供給が噴霧に直接影響するため、吹き始めからの安定供給が要求され、比較的大規模の設備に限られていた従来の装置に対し、少量の塗装に適用できる簡易的な装置として安定吐出が可能な、コストも低い供給装置を提供する。【解決手段】ホッパー式粉体容器を弾発部材(ばね)で支え、下方に延出した出口管の下部に横方向に曲がり通路を介してエジェクタ装置の入り口に接続すると共に、このエジェクタに上下振動を誘起する振動発生手段(バイブレータ)を固定し、容器、エジェクタを共に振動させる。また出口管内に斜めに切断した導入管を配し振動する容器中の粉体を平均してエジェクタに送り、安定した供給を可能にした。エジェクタに供給するエアは一部をスプレーガンから噴出可能とし、供給量制御の幅を向上させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパー形粉体容器を弾発部材で支え、該粉体容器の下部に出口管を配してその下端を横に変位させた曲がり通路とし、該曲がり通路の先に圧縮空気流による負圧により吸引するエジェクタポンプの吸込み口を接続すると共に、上下振動を誘起する振動発生手段を前記出口管及び前記エジェクタポンプの下方に一体に取り付けてなる粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項２】
出口管内に容器側上部先端を斜めに切断した導入管を交換可能に配置した請求項１の粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項３】
粉体容器下部を基台に固定された円筒ばねで支持し、容器外周の少なくとも一部を可動自在に支持した請求項１の粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項４】
粉体容器内の出口管開口部に面して、出口管を遮蔽し、周囲に通過穴を多数設けた安定濾過板を前期容器に着脱自在に取り付けた請求項１の粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項５】
振動発生手段はエア駆動式とし、エジェクタポンプと共に粉体ガンの作動と同時に作動する請求項１の粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項６】
１つの粉体容器に、導入管とこれに接続して下部に設けられる曲がり通路とエジェクタポンプを複数併設した請求項２の粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項７】
振動発生手段に取り付けられて共に振動するエジェクタポンプに導入する供給エア回路に圧力調整弁を設けて前記エジェクタポンプに接続すると共に、前記圧力調節弁の出口側の一部を分岐してスプレーガンに接続し、スプレーガンに取り付けた開閉弁を介して前記供給エアの一部を噴出させてなる粉体塗装用少量粉体供給装置。
【請求項８】
供給エアの一部は、スプレーガンの噴霧口の近傍に噴出口を設けて、噴出させてなる請求項７の粉体塗装用少量粉体供給装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
粉体塗料をスプレーガンで噴霧し、被塗装物に塗着させて塗膜を形成させる粉体塗装の分野において、スプレーガンより均一な粉体塗料を吐出させるための粉体供給装置であって、特に少量の粉体を噴出の初期段階から均一な流動状態で供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶剤を使用し、乾燥によって塗膜を形成する液体塗料による塗装にくらべ、粉体塗装は溶剤を使用しないため、省資源はもとより揮発性有機化合物の排出を防止できることから環境に優しく、また塗膜強度に優れる等の利点がある。さらに被塗装物に塗着しなかった塗料を回収して再使用することが容易で、資源の有効活用にも優れている塗装方法として知られている。
【０００３】
一方各種の粉体塗装方法のうち、スプレーガンによる粉体塗装は汎用性が高く広範囲の被塗装物に対応できる塗装方法で、他の粉体塗装方法に比較して少量の塗装にも適用できることが知られている。しかしながらこの場合であっても粉体を圧縮空気と共にスプレーガンへ流動状態で供給するための粉体供給装置と、被塗装物に向けて噴霧するスプレーガンとして一般的に静電粉体スプレーガンと、噴霧時に被塗装物に付着しなかった粉体塗料を回収して再使用に供する粉体回収装置等の設備が必要とされている。
【０００４】
したがって粉体塗装は比較的大がかりな装置を備え、同一塗料により多量の塗装量を必要とする場合に行われることが経済的理由から一般的で、粉体塗装といえば同じ色の塗料を大量生産する塗装品に限定されるというのが通念であった。したがって従来の設備においては多量に粉体塗料を供給できる装置がほとんどで、少量の被塗装物をわずかな粉体塗料で塗装できる装置として満足できるものはなかった。
【０００５】
粉体の安定供給の一般的方法としては、均一な流動化をさせた状態の粉体をエジェクタポンプ等により、圧縮空気と共にスプレーガンに供給する方法が実施されている。この場合の流動化は、多孔質板等で形成した粉体塗料容器の底板の下部より圧縮空気を噴出させて流動化状態を得ている。このため供給用のポンプは、流動化状態の粉体中に配置する必要から、少なくともポンプの入り口に流動する粉体塗料が存在するだけの量を残し、安定的な流動状態を容器内に維持することが必要で、粉体を最後まで安定供給しながら使い切ることができる装置ではなかった。
【０００６】
流動化の他の方法としては粉体の容器を機械的に振動させ、堆積する粉体を崩し、分散流動化する方法がある。例えば特開２００２−８０００１号等がその技術として見られ、比較的少量の微粉末を均一に排出するために使用されるものである。しかし圧縮空気による方法に比較し不十分であって、少量の粉体をより均一に安定して供給することが要求される場合の粉体塗装に用いる上では多くの問題が残されている。
【０００７】
またカメラ、携帯電話、ノートパソコン、オーディオビジュアル機器等の精密部品等に使用する粉体塗料は、薄い膜厚が要求されることにより、微粉末の塗料が使用され、これらの粉体塗料は微振動を与えても崩れにくく分散しにくい傾向がある。このため手軽に使用できる少塗付量の塗装分野で使用できる粉体供給装置が望まれている。
【特許文献１】特開２００２−８０００１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
粉体塗装では供給装置からの粉体塗料供給が噴霧に直接影響するため、安定供給が要求され、特に少量の粉体で行う場合は吹き始めから安定して吐出できることが重要である。従来の粉体塗装設備は比較的大規模の設備に限られており、本発明は少量の粉体でも塗装が可能である、経済的で簡易的な装置を提供することを課題とする。特に少量の吐出量で行う粉体塗装においても吹き始めから安定した供給を可能として、効率的に品質の高い作業を行うことができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するために、本発明は、下部に粉体供給口を有するホッパー形粉体容器とその供給口に面して粉体入口を配したエジェクタポンプを備えた粉体供給装置において、ホッパー式粉体容器を弾発部材(ばね等)により浮動状態で支え、粉体供給口の下方に延出させた出口管の下部に横方向への曲がり通路を設け、この曲がり通路を介して前記エジェクタ装置の入り口に接続すると共に、このエジェクタ装置に上下振動を誘起する振動発生手段(バイブレータ)を固定した。
【００１０】
また出口管内には、粉体容器側の開口端を斜めに切断した導入管を配置した。導入管は粉体の供給量によって内径が選択できるように差込によって容易に交換できるようにし、樹脂製のパイプが選択される。導入管とこれに接続される曲がり管及びエジェクタポンプは必要に応じて複数が設けられ、それぞれ共通の振動発生手段で振動させられる容器より別々の搬送路に供給が行われる。
【００１１】
さらに振動発生手段と一体化された粉体容器は、下部を基台に固定された円筒ばねで支持し、容器が振動するよう、容器外周の少なくとも一部を可動自在に支持して全体的に振動する構成とする。この振動は上下振動と回転振動を有するため容器内で粉体塗料は常に上下回転しながら流動するため粉体の堆積、詰まりが生じない。また容器内には出口管上部を遮り周囲より粉体が流入する穴を設けた安定濾過板を配置している。
【００１２】
振動発生手段は、エア駆動式のバイブレータとしてエジェクタポンプと共に粉体スプレーガンの作動と連動して作動させる。
【００１３】
また粉体の少量供給を行ってスプレーガンより噴出させる実用的な装置として安定供給を図る手段として、バイブレータに取り付けられて共に振動するエジェクタポンプに導入する供給エア回路に、圧力調整弁を設けて前記エジェクタポンプに接続すると共に、その圧力調整弁の出口側の一部より供給エアを分岐してスプレーガンに接続し、スプレーガンに取り付けた開閉弁もしくは調節弁を介して供給エアの一部を噴出させることによって、実質的にエジェクタポンプに導入されるエアを調節し、その結果粉体供給量を調節可能とすることができる。
【００１４】
スプレーガンに接続した供給エアの一部は、スプレーガンの噴霧口の近傍に噴出口を設けて、噴出させることによって、機能の向上に活用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成により本発明によれば、振動発生手段によって流動化した粉体をエジェクタポンプで供給する際、曲がり通路によってエジェクタポンプ作動初期に出やすい粉体の吹き上げが防止され、少吐出量の場合であっても初期の安定供給が可能となり吹き始めより無駄なく塗装が可能となる。したがって塗装作業性からも効率を向上させることができる。
【００１６】
また容器より出口管に供給される粉体は導入管端部を斜めにしたことで流動化した粉体が安定して導入管内に送り込まれエジェクタポンプに供給され、より安定した供給が可能となる。導入管の通路内径は粉体の供給量によって適切な大きさが選定されるため、必要に応じて交換が可能で、着脱が容易であり、色替え時等の清掃も容易に行うことができる。
【００１７】
さらに粉体容器側は底部の出口管上部に直接粉体が落ち込まないようにした安定濾過板を配置することでホッパー内中央にできる巣穴を防止して常時安定供給を図れ、エジェクタポンプに粉体を送り込むことができ、従来困難であった少容量、少吐出量の粉体塗装において安定供給が可能な供給装置が可能となる等、近年の精密機器に使用される微粉末の粉体塗料においても簡単な装置で手軽に使用できる効果が得られる。
【００１８】
本発明の利用範囲では少量吐出の効率を上げるために複数のスプレーガンを使用することもしばしば行われるが、１つの容器にエジェクタポンプを含む導入管を複数設けることで費用をかけずに簡単に応用が可能となる。
【００１９】
さらに本願の他の発明によれば、エジェクタポンプに導入する供給エアは、その一部を分岐させてスプレーガンより噴出させることによってポンプの供給量を減少させ、より少吐出量を可能とし、噴霧作動中に噴霧量の調節を手元で直ちにでき、複雑な塗装に対してきめ細かな対応が可能となって粉体塗料の効率的な使用が可能となる。また分岐したエアは噴出する粉体のスプレーパターンを調整するなどの二次的な効果を得ることができる等の効果が得られる。
【００２０】
以上のとおり、本発明によれば粉体スプレーガンの作動によりエジェクタポンプに送られた作動空気によって圧縮空気と共に粉体スプレーガンに粉体が供給され、ホッパー式のために大がかりな装置を必要とせず、わずかな粉体塗料でも最後まで無駄なく使用でき、少量でも粉体塗装が可能になり、大量塗装でなければ粉体塗装はできないと言う従来の欠点を改善することができた。このことはテスト的に塗装を行い確認する場合にも大きな効果が得られ、粉体塗装移行への機会が増加し、環境、資源的に大きな効果が望める粉体塗装の拡大を図る上で大いに貢献できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施態様を図面により詳細に説明する。図１は本発明を実施するための構成を示し、フレーム１は、粉体容器２、エジェクタポンプ３を取扱易くまとめて構成するもので、必要によって下部に車輪等が設けられる。この場合粉体容器２は振動するため、移動防止の手段が施される。
【００２２】
粉体容器２は下方を漏斗状に形成し、下端を開口させたホッパー式で、５リットルの容量を持っている。下端には出口管４がねじ込まれ、その他端には９０°で横方向に通路を変える曲がり通路５を介してエジェクタポンプ３が取り付けられている。エジェクタポンプ３は圧縮空気の噴射により吸引され圧縮空気と共に吸引した粉体を供給するもので、前記曲がり通路５がエジェクタポンプ３の吸込口に連通している。エジェクタポンプ３の出口は供給ホース６を介して粉体スプレーガンに接続されている。
【００２３】
エジェクタポンプ３は、各種気体、液体、粒状体の吸引・吐出に用いられる周知の構造をしており、供給作動用エア口７、補助エア口８が設けられ、それぞれに圧縮空気のエアホース９が接続されている。供給作動用エア口７からの噴射空気で吸引された粉体塗料は吐出口６Ａより吐出され、供給ホース６によって圧縮空気との混合流として粉体塗装用スプレーガン２１に送られる。補助エア口８からの空気は粉体塗料の安定搬送、空気量とのバランス調整に用いられる。
【００２４】
粉体容器２は底部にばね１２による弾性体によって支持し、フレーム１の基台１０に揺動可能に保持されている。粉体容器２の下部開口に接続された出口管４は基台１０の保持部２３を貫通して下部に曲がり通路５が一体で取り付けられている。保持部２３は粉体容器２とエジェクタポンプ３をつなぐ出口管４が少なくとも上下に抵抗なく振動するように緩衝部材２４を介在させて若干の隙間を持たせている。
【００２５】
曲がり通路５の下部にはエア駆動式のバイブレータ２５が振動発生手段として固定されている。バイブレータ２５は水平方向に回転軸を持たせた偏心ロータを内蔵し、回転によって垂直面の振動を発生する。即ち振動発生手段による上下を含む振動は、エジェクタポンプ３のみならず一体の粉体容器も振動させる。このため粉体容器２の上部にはフレーム1に取り付けられた保持バンド２２で遥動できる範囲を維持して安定的に保持されている。保持バンド２２は全体を押さえても、容器が倒れないように一部を保持する方法でも良い。
【００２６】
また容器の内部は出口管４の開口端部より少し離れた位置に第３図に示すように中央を遮蔽し、周囲に多数の穴２９を設けた安定濾過板２６が止め輪２７によって水平に取り付けられている。中央部の出口管４には導入パイプ２８が差し込まれ、出口管４の端部にその先端を突出させている。導入パイプ２８の先端３０は、斜めに切断され上下方向即ち流入方向に幅を持たせた範囲で粉体が導入パイプ２８に入り込むように構成されている。３１は粉体容器の蓋を示す。
【００２７】
図4に示す例は他の実施例で、粉体容器２の出口管４内には２つの導入パイプ２８Ａ、２８Ｂが設けられ、それぞれが曲がり通路５Ａ，５Ｂ及びエジェクタポンプ３Ａ、３Ｂと接続されて、図示を省略しているが、２つの供給通路に粉体を供給するように構成されている。２つの導入パイプ２８Ａ、２８Ｂの先端は、前述と同様斜めに切断された開口部が背中合わせに設置され，互いの粉体導入が干渉されることなく、上下方向即ち流入方向に幅を持たせた範囲で導入パイプ２８Ａ、２８Ｂに入り込むように構成されている。
【００２８】
図５は、スプレーガンを接続した時の全体の構成を示したものである。粉体をスプレーガンに供給するエアとバイブレータを作動させるエアは、エア源５０から圧力調整弁５１を経てエジェクタポンプに送られる。一方圧力調整弁５１の出口エアは分岐通路５２によりスプレーガンに接続されている。圧力調整弁は実質的に供給エア量を調節することになり、流量調節弁を用いても本発明の要求する機能は得られる。
【００２９】
エア源からのエアはスプレーガンの作動に連動するコントローラ５５によって、エジェクタポンプを作動させる供給エアと、粉体の搬送を制御する搬送エアとが供給され、前記バイブレータの作動エアの供給を含めて制御が行われる。静電塗装の場合はスプレーガンへの荷電制御も同時にコントローラで行われる。
【００３０】
供給粉体を噴霧するスプレーガンには、調節弁５３が設けられ、開閉により調節されたエアがスプレーガンを通して噴出されるよう構成される。調節弁５３は図のようにスプレーガン直前に絞り弁を取り付けることでも、引き金と連動して開閉できる空気弁をスプレーガンに内蔵する構成を採用しても良い。
【００３１】
調節弁５３を通過したエアは粉体が噴出する噴霧口の周囲に調整エア口を配置して、そこから噴出させる空気によって噴霧パターンの形状をコントロールすることができる。即ち粉体の広がりを矯正することで、変化する被塗装物の形状に合った効率的な塗装を行うことができる。また粉体塗装で多く使用される静電塗装の荷電電極に付着して性能を低下させる粉体を、定期的に除去するためのエアとして噴出口を配置することも可能となる等、機能の向上に役立たせることができる。
【００３２】
以上の構成で粉体塗装を行うにあたり、粉体を供給する場合には、粉体容器２内に粉体塗料を入れ、粉体スプレーガン２１を操作して各エアを供給する。通常はスプレーガンの作動に伴ってスイッチを開閉し、電磁弁によって供給エアを供給・停止する方法が用いられる。吹き付けを開始するとそれぞれのホースにエアが送られ、バイブレータ２５が振動してエジェクタポンプ、粉体容器が振動し内部の粉体が流動化する。
【００３３】
一方補助エアと作動エアは供給ホース６を通り粉体スプレーガン２１より噴出する。このとき作動エアにより吸引された粉体が混合気流として分散された状態で噴霧される。導入パイプ２８を通して入り込んでいたエジェクタポンプ３内の粉体は、直接振動を受けて流動化し、送り込まれたエアによって均一な分散状態で粉体スプレーガンより噴出する。また曲がり通路５によって一気に粉体が落ち込むことなく、しかも作動の始めにエアによって容器側に吹き上げることもなく安定した供給が吹き始めより可能となる。
【００３４】
また流動化する容器内の粉体中に開口端を斜めに切断した導入パイプ２８を突き出しているため、導入パイプ２８中に進入する粉体が平均化すると共に、その上部に設けた安定濾過板２６によって真上からの粉体の落ち込みが解消され、吸込み部の真上にできる、いわゆる巣穴が発生することなく常時安定した供給を可能とする。即ち粉体は振動による流動状態で安定濾過板２６の周辺部分から下方に移動し中央の導入パイプ２８に向かうため平均した流れとなり、中央部の粉体のみが供給され集中して導入パイプ２８に落ち込むことがない。
【００３５】
粉体の供給はエアを停止すると停止し、粉体スプレーガン２１からの噴出が停止するが、バイブレータ２５は慣性により振動を弱めながら遅れて停止、粉体の溜りができないように働く。このとき供給ホース内の粉体スプレーガン２１に近い位置の粉体は排出され、もしくはわずかになり、次の作動時における吹き始めの粉体噴出を安定させることになる。
【００３６】
図５の別の形態では、スプレーガンの作動に連動するコントローラ５５によって圧力調整弁５１を通過したエアは、エジェクタポンプに供給されて前述したように粉体供給に用いられると共に、分岐通路５２を経て粉体スプレーガン２１に取り付けられた調節弁５３によって噴霧パターン調整用又は付着粉体の清掃用等として噴出をすることができる構成になっている。このため調整弁５３からエアを噴出するとエジェクタポンプに送り込まれるエアが減少し、エジェクタポンプからの粉体供給量が減少する。したがってコントローラを調節しなくても粉体スプレーガンの手元で調節弁５３を開閉流量制御することで粉体の供給量を調節して、噴霧量を制御できることになる。
【００３７】
噴霧量の制御は、被塗装物の大きさ形状により、吹き付け塗面に応じて要求される効率的な噴霧につながり、作業性，仕上がりの向上を図ることができる。しかもその切り替え調節を、操作者が粉体スプレーガンの手元で直ちに行うことができ効率的である。
【実施例】
【００３８】
図１の装置により実施した粉体供給の例を具体的に示すと、実際に粉体塗装において要求される膜厚を２５〜５０マイクロメータとすると、噴出量は２０〜５０グラム毎分程度となるため、導入パイプの内径を４ｍｍと８ｍｍで行った。供給量はエジェクタポンプの仕様によって異なるが実施例では、作動エア圧２５キロパスカルから１００キロパスカルの範囲で、１０から８０グラム毎分程度の噴出量のものが使用された。この場合の３０〜４０グラム毎分程度では４ｍｍの方が安定性に優れていた。しかし供給量が多くなると細いパイプではつまりの発生する可能性が出てくるため、供給量の増加にしたがって太くすることが望ましい。
実施例によれば毎分３０〜４０グラムの少吐出量においても、３％程度の誤差範囲で維持され、塗膜厚の許容範囲を十分に満足することができた。
【００３９】
さらに図５の実施例により作動エアの一部を粉体スプレーガンよりパターン調節用に噴出させた場合、エジェクタの供給圧力が低下し、これに伴って供給量が２０％減少、パターン（噴霧幅）の縮少にあった噴出量として適正な調節をすることができることがわかった。調節範囲は作動エアとのバランスで選択することが可能で、調節弁と噴出口の設定によって変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の要部を示す部分拡大図である。
【図３】安定濾過板の平面図である。
【図４】粉体供給装置を複数配置した場合の実施例を示す構成図である。
【図５】供給エアを分岐して噴出させるようにした本発明の他の実施構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    フレーム
２    粉体容器
３、３Ａ、３Ｂ    エジェクタポンプ
４    出口管
５、５Ａ、５Ｂ    曲がり通路
６    供給ホース
６Ａ  吐出口
７    供給作動用エア口
８    補助エア口
９    エアホース
１０  基台
１２  ばね
２１  粉体スプレーガン
２４  緩衝部材
２５  バイブレータ
２６  安定濾過板
２８、２８Ａ、２８Ｂ  導入パイプ
３０  先端
５０  エア源
５１  圧力調整弁
５３  調節弁
５２  分岐通路
５５  コントローラ
【図１】
2005230794.tif 000003
【図２】
2005230794.tif 000004
【図３】
2005230794.tif 000005
【図４】
2005230794.tif 000006
【図５】
2005230794.tif 000007